Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения (стр. 27 )

Органолептическую оценку новых видов рыборастительных пресервов оценивали специалисты кафедры Технология мясных и рыбных продуктов Кубанского государственного технологического университета.

Результаты дегустационной оценки представлены в таблице 2.

Дегустационная комиссия дала высокую оценку органолептическим показателям продуктов, которые имеют привлекательный внешний вид, оригинальный запах и вкус.

Т а б л и ц а 2 - Результаты дегустационной оценки рыборастительных пресервов

Наименование продукта	Органолептическая оценка продукта по пятибалльной системе
Товарный вид	Цвет	Запах, аромат	Вкус	Нежность	Плотность	Общая оценка качества продукта
Пресервы «Ароматные»	4,6	4,5	4,8	4,3	5	4,9	4,7
Пресервы «Оригинальные»	4,3	4,4	4,7	4,5	4,9	5	4,6
Пресервы «Классические»	4,8	5	4,8	4,7	4,9	5	4,9

Дегустационная комиссия дала высокую оценку органолептическим показателям продуктов, которые имеют привлекательный внешний вид, оригинальный запах и вкус. По итогам дегустации наиболее высокий балл получили пресервы «Ароматные» и «Классические».

В связи с этим весьма перспективна и актуальна работа по усовершенствованию технологических процессов обработки рыбы без использования высоких температур, которая позволяет вовлечь в производство пресервов и слабосоленых продуктов малоиспользуемые на Кубани виды рыб. Включение в состав комбинированных продуктов овощного сырья, районированного в южных регионах страны, позволит сконструировать продукты, сбалансированные по основным пищевым и биологически активным веществам.

Литература:

1. Иванова, принципы технологии комбинированных рыборастительных продуктов // Межвузовский сб. НИР «Прогрессивные технологические процессы и оборудование в производствах обработки рыбы и морепродуктов», Калининград, 2002. – С. 21-23

2. , , Белоусова переработки рыбного сырья. Монография. – Краснодар: КрасНИИРХ, 2006. – 150с

3. , , Бессмертная //Рыбное хозяйство, №4,1992.–С.58-60.

4. , Кривова ферментных препаратов. – М.: Элевар, 200с.

УДК 5:66. 02

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ

, ,

, ,

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

г. Краснодар, ул. , Россия

Представлен способ получения белкового рыборастительного гидролизата с помощью специально сконструированного мультиэнзимного протеолитического комплекса

Ключевые слова: белковый гидролизат, ферментативный гидролиз, рыбное сырье, бобы фасоли безотходная технология, химический состав

S.V. Belousova, O.V. Kosenko, L.N. Shubina, A.V. Strigenko, K.I. Doroshenko, U.V. Derevjnnih, D.A. Mochalova, T.O. Kuznecova

FSBEI HPE «Kuban State University of Technology», Krasnodar, Russia

The way of production of a protein hydrolyzate with a fish with vegetables specially constructed multienzyme complex of proteolytic

Key words: protein hydrolyzate, fermentation hydrolysis, raw materials fish, beans, bean waste technology, the chemical composition

Известен ряд оригинальных технологических решений по ферментации индивидуального растительного сырья с целью получения пищевых гидролизатов (, , ). Биотехнология переработки животного, в частности рыбного сырья также основана на использовании гидролаз (, , ). Каждый из этих процессов продолжителен, требует специализированного оборудования и использования сравнительно больших количеств ферментов.

Реакции ферментативного гидролиза комплексного сырья протекают по следующей схеме: RR1+H-OH↔RH+R1OH

При гидролизе происходит образование фермент-субстратного комплекса, перегруппируемого под воздействием активного центра фермента.

На рисунке 1 приведена схема классификации пептидгидролаз по структуре активного центра:

ПЕПТИДГИДРОЛАЗЫ

Пептидазы

Протеиназы

Аминопептидазы Карбоксильные

Карбоксипептидазы Сериновые

Дипептидилпептидазы Тиоловые

Дипептидазы Металлосодержащие

Пептидилдипептидазы

Рисунок 1 – Структурная схема пептидгидролаз (по )

Основу биомассы фасоли составляют полимеры углеводной природы, а также лигнин и белок. Ферментативная деструкция зерна фасоли основана на разрушении клеточных стенок с целью высвобождения белка и других ценных компонентов.

В связи с тем, что аминокислотный состав белков фасоли не сбалансирован по ряду аминокислот, в состав гидролизуемого субстрата включены рыбные белки.

Нами разработан усовершенствованный способ получения белкового гидролизата из смеси растительного и животного сырья с помощью специально сконструированного мультиэнзимного протеолитического комплекса (МЭПК).

На основании проведенных экспериментальных исследований была усовершенствована аппаратурно-технологическая схема получения белкового гидролизата из бобов фасоли и рыбного сырья (рисунок 2).

 

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема процесса производства белкового рыборастительного гидролизата

С целью рационального использования рыбного сырья нами предложена комплексная переработка рыбных костей, кожи и плавников.

Усовершенствованная технология безотходной переработки рыбного сырья включала следующие технологические этапы (рисунок 3).

 

Рисунок 3 - Усовершенствованная технология безотходной переработки рыбного сырья

В качестве дополнительного сырья использовали вторичные ресурсы, получаемые при разделке на филе карпа, сига, форели (кости с прирезями мяса, кожа и плавники) и целой плотвы (с удаленной головой и внутренностями).

Средний массовый состав вторичных рыбных ресурсов составлял: костная ткань 46, мышечная ткань 38%, плавники 16%. Смесь вторичного сырья замораживалась жидким диоксидом углерода при температуре минус 560С, а затем, ставшее хрупким сырье, измельчалось в шаровой мельнице до среднего размера частиц 150-200 мкм.

Важной технологической операцией является организация процесса ферментативного гидролиза. Он осуществляется в мелкопористой металлокерамической емкости, конструкция которой позволяет непрерывно удалять из основной ферментируемой массы, образовавшиеся в процессе гидролиза аминокислоты. Процесс гидролиза продолжается до 90 ч и в течение этого периода смесь с интервалом 6 часов обрабатывается ЭМП НЧ в диапазоне модулирующих частот от 27 до 32 Гц с несущей частотой 26,9 МГц (в течение 20 мин). Такая обработка позволила существенно снизить микробиальный фон гидролизата и отказаться от применения химических консервантов.

Для регулирования аминокислотного и минерального состава рыбный гидролизат смешивали с чечевичным изолятом, который подвергался сушке. В таблице 3.4 представлен химический состав полученного белкового гидролизата.

Т а б л и ц а 1 – Химический состав белкового гидролизата

Сырье	Белок %	Жир %	Вода %	К %	Р %	Са%	Na %	Mn	Fe	Cu	Al	Sn
мг/кг
ВР Усть-Лабинский рыбцех	23,0	0,5	48,0	0,15	2,6	3,5	0,24	8,3	7,6	3,8	0,1	0,01
ВР М/З «Океан»	22,4	0,6	49,3	0,17	2,5	3,6	0,30	9,2	6,6	3,6	0,1	0,01

Совершенствование данной технологии было направлено на интенсификацию процесса гидролиза, как основного технологического процесса при производстве белковых гидролизатов.

Процесс интенсификации достигался за счет регулирования рН и температуры в биореакторе, а также использования МЭПК, содержащего амилоризин П10Х, пепсин, каталазу, химотрипсин и коллагеназу, обладающих высокой субстратной специфичностью к белкам фасоли и рыбного сырья. Оценка глубины гидролиза проводилась методом измерения удельной электропроводности и диэлектрической проницаемости гидролизата с помощью мультиметра марки М 890 СМ.

Таким образом, разработанная нами усовершенствованная технология, позволяет получать белковый гидролизат с высоким содержанием белка и других ценных компонентов.

Литература:

1.  Антипова создания полифункциональных добавок применительно к рыбной промышленности /, , .– В сб. матер. междун. научно-техн. конф. «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство».– Воронеж: ВГТА, 2008.– С.60.

2.  Глотова, научных и практических основ рационального использования коллагенсодержащих ресурсов в получении функциональных добавок, продуктов и пищевых покрытий. – Автореф. дис. на соиск. д. т.н. – Воронеж, 2004. – 44 с.

3.  Влияние интродуцированных растений на ферментолиз рыбных продуктов / , П. Доссу-Йово, , . - Краснодар: КрасНИИРХ, 2003. – 104с.

4.  Белова, технологии двухстадийного гидролиза отходов птицеперерабатывающих производств. – Автореф. дис. на соиск. …к. т.н. – Санкт-Петербург, 2004. – 16 с.

5.  Барышев, М. Г., Касьянов обработка сырья растительного и животного происхождения, - Краснодар: КубГТУ, 2002. – 217 с.

УДК 6:5:579.24:577.152.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМП НЧ НА МИКРОФЛОРУ СЫРЬЯ В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО РЫБОРАСТИТЕЛЬНОГО ГИДРОЛИЗАТА

, ,

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

г. Краснодар, ул. , Россия

Изучено воздействие ЭМП НЧ на выживаемость бактериальных и грибковых форм микроорганизмов белкового рыборастительного гидролизата

Ключевые слова: рыборастительный гидролизат, микроультрафильтрация, микрофлора, ЭМП НЧ, выживаемость бактерий, время обработки, диапазон частот

G.I. Kasyanov, S.V. Belousova, O.V. Kosenko, U.V. Derevjnnih, D.A. Mochalova, T.O. Kuznetzova

FSBEI HPE «Kuban State University of Technology», Krasnodar, Russia

The effects of a low-frequency electromagnetic fields on the survival of bacterial and fungal microorganisms forms proteinaceous hydrolyzate of fish with vegetables

Key words: fish with vegetables hydrolyzate mikroultrafiltratsiya, microflora, low EMF, the survival of the bacteria, the processing time, the frequency range

Дальнейшее увеличение глубины протеолиза возможно при условии непрерывного удаления продуктов распада белка (аминокислот) с помощью микроультрафильтрации и консервирования ферментируемой смеси обработкой электромагнитным полем низкой частоты (ЭМП НЧ).

Для изучения биологической стабильности гидролизата в период ферментолиза использовали методику сравнения МАФАнМ проб образцов с консервантом (изопропанолом), проб обработанных ЭМП НЧ и контрольных проб. Обработка образца ЭМП НЧ проводилась в диапазоне модулирующих частот от 27 до 32 Гц с несущей частотой 26,9 МГц в течение 20 мин.

В результате исследований установлено, что при воздействии на гидролизат в течение 25 мин электромагнитным полем в диапазоне частот от 27 до 32 ГЦ меняется структура воды и увеличивается водоудерживающей способности белка.

В настоящее время нет достоверных данных по изменению скорости ферментативного катализа, вызываемым ЭМП НЧ, для оценки влияния электромагнитной обработки на молекулу фермента.

При изучении действия ЭМП на белковую структуру, мы учитывали воздействие водной среды, в которой, благодаря воздействию пространственно направленных Y – связей, макромолекулы приобретают необходимую конформацию и способность выполнять свои дифференцированные функции. При определенной влажности белок становится лабильным за счет образования на поверхности белка связанной воды. При достижении критического значения влажности резко увеличивается среднеквадратичная амплитуда колебаний неводородных атомов, а также изменяются механические свойства белка.

В случае воздействия на биосистему модулированной электромагнитной волны (при её распространении в гидролизате), она способна вызвать поляризацию молекулбелка. Причем на низких частотах присутствуют все виды поляризации (ионная упругая, ионная тепловая, электронная тепловая и т. д.). С увеличением частоты внешнего ЭМП происходит запаздывание отдельных видов поляризации и поляризуемость молекул уменьшается. Внешнее ЭМП создаст дополнительные колебания в рассматриваемой системе, то есть поляризацию, частота изменения которой будет отставать от изменения частоты внешнего ЭМП, причем отставание это будет возрастать с увеличением частоты. Амплитудно-частотная характеристика этого процесса будет иметь наклонный, спадающий вид. При этом в случае воздействия ЧМ ЭМП будет осуществляться процесс преобразования ЧМ колебаний в АМ колебания. Если зависимость изменения поляризации от амплитуды внешнего воздействия нелинейная, то линейное увеличение энергии внешнего ЭМП будет преобразовываться в нелинейное изменение поляризации, то есть будет осуществляться процесс детектирования колебаний и на молекулу будут действовать силы с комбинационными частотами, выделенными в результате детектирования.

Согласно нашим исследованиям изменения полного сопротивления исследуемых нами объектов носят монотонно спадающий вид характерный для уменьшения емкостного сопротивления с увеличением частоты поля.

Преобразование ЧМ колебаний в АМ колебания возможно за счет того, что зависимость проводимости гидролизата от частоты электрических колебаний имеет монотонный спад.

В отличие от амплитудной модуляции при частотной модуляции даже чистым тоном модулированное колебание содержит бесконечный ряд боковых колебаний, частоты которых отличаются от несущей частоты на ±nf, где n = 1, 2, 3 и т. д. Следовательно, спектр частот, излучаемых в пространство, получается бесконечно широким.

Амплитуды боковых колебаний определяются величиной индекса модуляции и по мере увеличения частоты боковых колебаний довольно быстро убывают. Скорость убывания амплитуды боковых колебаний зависит от индекса модуляции. При малых значениях индекса модуляции Мчм (отношение девиации частоты к частоте модулирующего напряжения называется “индексом частотной модуляции” Мчм = Dw/fм = Dfн/fн) амплитуды боковых колебаний убывают быстро и ширина спектра практически получается равной 2fмакс, как и при амплитудной модуляции. При увеличении индекса модуляции спектр частот, занимаемых частотно-модулированным сигналом, значительно расширяется.

Таким образом, при увеличении девиации частоты Dfн спектр частотно-модулированного сигнала значительно увеличивается, а амплитуда этих составляющих должна убывать. При частотах несущих 10 кГц и 26,9 МГц (используемых в исследованиях по воздействию ЧМ ЭМП на биосистемы) и девиации частоты соответственно 27 Гц и 32 Гц, индекс модуляции Мчм < 1. Поэтому ширина спектра сигнала в первом приближении аналогична АМ колебаниям, но в интервале fн ± fм могут содержаться составляющие негативно воздействующие на биосистемы. При выполнении условия Мчм > 1 спектр сигнала очень широк и соответственно амплитуды отдельных составляющих спектра уменьшаются, поскольку общая мощность, поступаемая на излучатель, остается неизменной. В результате воздействие ЧМ МП на биосистемы в этом случае может привести к двум ситуациям, когда амплитуда составляющих будет настолько мала, что биологические системы не смогут выделить эти составляющие из общего спектра и тогда воздействие будет отсутствовать или будет “слабо негативным” и во втором случае, когда спектр помимо полезного сигнала будет содержать большое количество составляющих, негативно воздействующих на биосистемы, амплитуды которых будут достаточны для их выделения.

Суммируя все выше сказанное, можно прийти к заключению, что наиболее адекватно наблюдаемые явления можно объяснить с помощью эффекта электрострикции, существующего у глобулярных и фибриллярных белков.

Отсюда следует вывод, что аналогичные магнитобиологическим эффектам явления должны наблюдаться при воздействии акустических колебаний той же частоты, что и МП, при воздействии которым на определенную биосистему наблюдается ощутимый магнитобиологический эффект.

Исследования влияния МП, АМ и ЧМ МП на гидролизат показали возможность воздействия указанных полей на микрофлору субстрата. Для выяснения роли микроорганизмов в изменении чистоты гидролизата, обработанного МП или АМ МП или ЧМ МП, проводились исследования влияния указанных видов полей на микрофлору объекта. Микрофлора белкового гидролизата и рыбного фарша близки друг к другу, поэтому для проведения качественных (оценочных) исследований воздействия МП можно ограничиться гидролизатом.

Исследования влияния МП на микрофлору гидролизата проводились по следующей методике. В качестве объекта использовался фасолево-рыбный гидролизат. Один миллилитр гидролизата разводился стерильной водой до концентраций, дающих одиночные колонии при высевах на мясо-пептонном агаре (МПА) для выявления бактериальных и бациллярных форм и на сусло-агаре (СА) для выявления дрожжевых и грибковых форм. Полученные образцы подвергали действию ЭМП с различными несущей и модулирующей частотами, с различным временем обработки и с величиной магнитной индукции В.

Процент выживаемости определялся произведением отношения количества клеток (колоний) в образце к количеству клеток (колоний) в контроле.

,

где В — процент выживаемости, No — количество клеток (колоний) в образце, Nk — количество клеток (колоний) в контроле.

Проводилось исследование зависимости выживаемости бактерий, находящихся в гидролизате от времени его обработки ЭМП НЧ с частотой 27,0 Гц при величине магнитной индукции В = 6 мТл.

Из анализа зависимости вытекает, что при изменении времени обработки от 0 до 10 мин выживаемость бактерий не изменяется и соответствует контролю. При увеличении времени обработки до 15 мин выживаемость резко возрастала, при 25 мин снижалась до 50%, а при 60 мин обработки становится равной 10 %. Дальнейшее увеличение времени воздействия ЭМП вновь приводит к возрастанию выживаемости.

Выполнено исследование зависимости выживаемости грибковых колоний при обработке гидролизата ЭМП с частотой f = 32,0 Гц при величине магнитной индукции 6 мТл. Из него следует, что, также как и для бактерий, при времени обработки 20 минут выживаемость уменьшается до 35 %. Далее при обработке выживаемость возвращается к контрольному значению, а затем опять резко уменьшается и при 30 мин обработки выживаемость составила 5%. То есть наблюдается практически полное уничтожение грибковых колоний.

Таким образом, зависимость выживаемости бактериальных и грибковых форм микроорганизмов белкового гидролизата от времени обработки носит циклический характер. Установлено, что если использовать ЭМП НЧ для подавления активности бактерий в процессе гидролиза белка, то необходимо использовать поля с индукцией В от 1 до 3 мТл.

В готовом гидролизате, выработанном по новой технологии, не обнаружены санитарно-показательные микроорганизмы Е. сoli, Pr. vilqaris, Staph. aureus.